piatok, 16. januára 2015

Vzbúrený rozum: Marxistická filozofia a moderná veda (26)

ALAN WOODS, TED GRANT
Štandardný model vesmíru nás doviedol do slepej uličky vo vede, filozofii ako aj morálke. Teória má plno dier. Napriek tomu stále zostáva stáť na svojich nohách, aj keď silno otrasená, pretože jej chýba alternatíva. Avšak, niečo sa začína vo svete vedy diať. Začínajú sa rysovať nové idey, ktoré nielen odmietajú veľký tresk, ale vychádzajú z predstavy nekonečného, neustále sa meniaceho vesmíru.

„VESMÍR Z PLAZMY“?

Štandardný model vesmíru nás doviedol do slepej uličky vo vede, filozofii ako aj morálke. Teória má plno dier. Napriek tomu stále zostáva stáť na svojich nohách, aj keď silno otrasená, pretože jej chýba alternatíva. Avšak, niečo sa začína vo svete vedy diať. Začínajú sa rysovať nové idey, ktoré nielen odmietajú veľký tresk, ale vychádzajú z predstavy nekonečného, neustále sa meniaceho vesmíru. Je príliš skoro povedať, ktorá z týchto teórií bude mať pravdu. Jednu zaujímavú hypotézu, že „vesmír je z plazmy“, nadniesol švédsky nositeľ Nobelovej ceny fyzik Hannes Alfvén. I keď sa nemôžeme venovať tejto teórii detailne, spomenieme aspoň niektoré z jeho myšlienok.

Alfvén prešiel z výskumu plazmy v laboratóriu k štúdiu toho, ako sa vyvíja vesmír. Plazma sa skladá z teplých, elektricky vodivých plynov. Dnes je známe, že 99% hmoty vo vesmíre tvorí plazma. Zatiaľ čo v bežných plynoch sú elektróny viazané k atómom a nemôžu sa ľahko pohybovať, v plazme sú elektróny uvolnené intenzívnym teplom, čo im umožňuje voľne sa pohybovať. Plazmoví kozmológovia predpokladajú, že vesmír je „pretkaný rozsiahlymi elektrickými prúdmi a silnými magnetickými poliami, usporiadanými kozmickým kontrapunktom elektromagnetizmu a gravitácie.“ (Lerner, cit.d., str. 14) V roku 1970 vesmírne lode Pioneer a Voyager detekovali v okolí Jupitera, Saturnu a Uránu prítomnosť elektrických prúdov a magnetických polí vyplnených plazmovými vláknami.

Vedci ako Alfvén, Anthony Peratt a ďalší vypracovali model vesmíru, ktorý nie je statický, ale dynamický a nevyžaduje začiatok v čase. Pozorovanie Hubblovej expanzie potrebuje vysvetlenie. Ale na to nie je potrebný veľký tresk. Výsledkom veľkého tresku je celkom určite expanzia, ale expanzia nevyžaduje veľký tresk. Ako hovorí Alfvén: „Je to ako tvrdenie, že keďže všetci psi sú zvieratá, všetky zvieratá sú psy.“ Problém nie je idea explózie, ktorá v určitom okamihu viedla k expanzii časti vesmíru. Na tom nie je nič nepravdepodobné. Problematická je idea, že všetka hmota vo vesmíre bola sústredená na jednom mieste, a že vesmír a čas sám vznikli v jedinom okamihu nazvaným veľký tresk.

Alternatívny model navrhnutý Hannesom Alfvénom a Oskarom Kleinom pripúšťa, že mohlo dôjsť k explózii, spôsobenej kombináciou veľkého množstva hmoty a antihmoty v jednom malom kúte viditeľného vesmíru, ktorý vytvoril ohromné vlastnosti energetických elektrónov a pozitrónov. Tieto častice uväznené v magnetických poliach hnali plazmu izolovane po stovky miliónov rokov. „Výbuch tejto epochy, asi pred desať alebo dvadsať miliardami rokov, vyžiaril plazmu, z ktorej sa potom zhusťovali vzďaľujúce sa galaxie – detekované Hubblom ako expanzia. Ale v žiadnom prípadne to nebol veľký tresk, ktorý by vytvoril hmotu, priestor a čas. Bol to len veľký tresk, explózia v jednej časti vesmíru. Alfvén ako prvý priznáva, že to nie je jediné možné vysvetlenie. ‚Dôležité je,’ zdôrazňuje, ‘že existujú alternatívy k veľkému tresku‘“

V čase, keď takmer všetci ostatní vedci verili, že priestor je prázdne vákuum, ukázal Alfvén, že to nie je pravda. Poukázal na to, že celý vesmír je prestúpený prúdmi plazmy a magnetických polí. Alfvén urobil priekopnícku prácu v oblasti slnečných škvŕn a magnetických polí. Neskôr ukázal, že keď v laboratóriu preteká prúd plazmou, získava formu vlákna, ktorou môže tiecť pozdĺž magnetických siločiar. Vychádzajúc z tohto pozorovania následne uzavrel, že k rovnakému javu dochádza pri plazme vo vesmíre. Je to všeobecná vlastnosť plazmy v celom vesmíre. A tak máme obrovské elektrické prúdy tečúce pozdĺž prirodzene vznikajúcich plazmových vlákien, ktoré križujú vesmír.

„Vytvorením vláknitých štruktúr, ktoré pozorujeme v tých najmenších ako aj najväčších skálach, môže byť hmota a energia stlačená v priestore. Ale je jasné, že energia môže byť taktiež stlačená v čase - vesmír je plný náhleho, výbušného uvoľňovania energie. Jeden príklad, ktorý bol Alfvénovi známy, sú slnečné erupcie, náhle uvoľnenie energie na povrchu Slnka, ktoré vytvárajú prúdy častíc, a tieto vyvolávajú magnetické búrky na Zemi. Jeho ‚generátorové‘ modely kozmických javov ukázali, ako sa dá postupne produkovať energia, ako v dobre fungujúcej elektráreni, a nie výbušne, ako v slnečných erupciách. Pochopenie explozívneho uvoľňovania energie je kľúčom k dynamike vesmíru.“

Alfvén preukázal správnosť Kant-Laplaceovej hmlovinovej hypotézy. Teraz, keď sa hviezdy a planéty dajú vytvoriť pôsobením obrovských vláknitých prúdov, nie je dôvod, prečo by celá slnečná sústava nebola vytvorená rovnakým spôsobom:

„Opäť, tento proces je identický, ale tentoraz omnoho roziahlejší: vlákna prebiehajúce cez protogalaktickú hmlovinovú zovretú plazmu do stavebných materiálov Slnka a ďalších hviezd. Akonáhle sú na začiatku prvky stlačené, gravitácia niektoré z nich spojí dokopy, a to najmä pomalšie sa pohybujúce prachové a ľadové častice, ktoré potom vytvoria malé jadro, okolo ktorého narastie hlavné teleso. Navyše, vírivý pohyb vlákna poskytne krútiaci moment každému malému zhluku, ktoré sa v ňom nachádza, vytvoriac novú, menšiu sadu prúdov ženúce vlákna a nový cyklus zhusťovania, ktoré tvorí slnečnú sústavu. (V roku 1989 bola táto teraz široko prijímaná hypotéza s konečnou platnosťou potvrdená, keď vedci zaznamenali, že osi rotácie všetkých hviezd v danom mraku sú v súlade s magnetickým poľom mraku – ide jasne o magnetickým poľom riadenú hviezdnu formáciu.)“

Alfvénovu teóriu, samozrejme, odmietli kozmológovia, pretože napádala nielen štandardný model, ale spochybnila aj existenciu čiernych dier, ktoré boli v móde. Správne vysvetlil kozmické lúče, nie ako zvyšky veľkého tresku, ale ako produkty elektromagnetického zrýchlenia.

„Takto podľa Alfvénovho a Kleinovho scenára len malá časť vesmíru - tá, ktorú vidíme - sa najprv zrútila a potom explodovala. Namiesto počiatočného singulárneho bodu, vychádza explózia z obrovskej oblasti stovky miliónov svetelných rokov v priemere a  jej rozvoj trvá stovky miliónov rokov – nie je tu potrebný žiaden ‚začiatok vesmíru‘.“ (tamtiež, str. 52, 196, 209 a 217-218)

Či je práve táto teória správna, ukáže iba čas. Dôležité je, ako Alfvén sám poukazuje, že sú možné aj iné, alternatívne hypotézy k hypotéze veľkého tresku. Nech sa stane čokoľvek, sme si istí, že model vesmíru, ktorý nakoniec veda potvrdí, nebude mať nič spoločné s uzavretým vesmírom s veľkým treskom na jednom konci a veľkým kolapsom na druhom. Objav ďalekohľadu v roku 1609 bol rozhodujúcim medzníkom v histórii astronómie. Od tej doby sa horizont vesmíru posúval stále ďalej a ďalej. Dnes výkonné rádioteleskopy prenikajú hlboko do vesmíru. Neustále sú objavované nové objekty, stále väčšie a stále viac vzdialené, a v dohľadne nie je vôbec žiaden koniec. Len ľudská posadnutosť konečnom vytvára stále nutkanie dávať na všetko „konečný limit“. Vidíme, že sa tento jav opakuje znova a znova počas celej histórie astronómie.

Je iróniou, že v dobe, keď nám technológia umožňuje preniknúť ďalej ako inokedy do rozľahlosti vesmíru, sme svedkami psychologického návratu do stredovekého sveta konečného vesmíru, začínajúceho Stvorením a končiaceho v celkovom zničení priestoru, času a hmoty. Kreslí sa tu nepriechodná hranica, za ktorou už ľudská myseľ údajne nemôže skúmať, pretože „nemôžeme vedieť“, čo tam je. Je to ekvivalent 20. storočia ku starým mapám, ktoré ukazovali okraj sveta, označený vážnym varovaním, „Tu sú príšery“.


EINSTEIN A VEĽKÝ TRESK

V posledných desaťročiach sa hlboko zakorenili predsudky, že „čistá“ veda, predovšetkým teoretická fyzika, je produkt abstraktného myslenia a samotných matematických dedukcií. Ako uvádza Eric Lerner, za túto tendenciu je čiastočne zodpovedný Einstein. Na rozdiel od predchádzajúcich teórií, ako sú Maxwellove zákony elektromagnetizmu alebo Newtonove gravitačné zákony, ktoré boli pevne založené na experimente a čoskoro potvrdené stovkami tisíc nezávislých pozorovaní, bola Einsteinova teória pôvodne postavená iba na základe dvoch – vychýlenie svetla hviezd gravitačným poľom Slnka a mierne odchýlky v obežnej dráhe Merkúra.

Skutočnosť, že následne bola preukázaná správnosť teórie relativity, viedla ostatných, pravdepodobne nie úplne na úrovni Einsteinovej geniality, k predpokladu, že takto treba postupovať. Prečo sa zaťažovať časovo náročnými experimentami a nudným pozorovaním? Naozaj, prečo byť vôbec odkázaní na dôkaz zmyslov, keď môžeme dôjst rovno k pravde prostredníctvom metódy čistej dedukcie?

Vidíme stále rastúcu tendenciu k čisto abstraktnému teoretickému prístupu ku kozmológii, ktorý je založený takmer výhradne na matematických výpočtoch a teórii relativity. „Ročný počet uverejnených príspevkov v oblasti kozmológie vyletel zo šesťdesiat v roku 1965 na viac ako 500 v roku 1980, ale tento rast bol takmer výhradne v čisto teoretickej rovine: do roku 1980 sa približne 95 percent týchto dokumentov venovalo rôznym matematickým modelom, ako je ‘Bianchiho XI typ vesmíru’. Do polovice sedemdesiatych rokov bola sebaistota kozmológov taká veľká, že si verili, že sú schopní v najmenších detailoch popísať udalosti prvej stotiny sekundy od vzniku času, pred niekoľkými miliardami rokov. Teória stále viac získavala znak mýtu - absolútna, presná znalosť o udalostiach v dávnej minulosti, ale stále viac hmlisté pochopenie toho, ako viedli k dnešnému vesmíru, a rastúce odmietanie pozorovaní.“

Achillovou pätou Einsteinovho statického, uzavretého vesmíru je to, že by sa mal nevyhnutne zrútiť do seba, z dôvodu pôsobenia gravitačnej sily. Aby obišiel tento problém, presadzoval hypotézu o „kozmologickej konštante", odpudivú silu, ktorá by pôsobila proti gravitácii, čím by zabránila vesmíru skolabovať. Na nejaký čas myšlienka statického vesmíru, v neustálom rovnovážnom stave vďaka pôsobeniu dvojice síl, gravitačnej a „kozmologickej konštanty“ získala podporu - aspoň veľmi malého počtu vedcov, ktorí tvrdili, že pochopili veľmi abstraktné a komplikované teórie Einsteina.

V roku 1970 ukázal Gerard de Vaucouleur v článku v časopise Science, že ako sa objekty vo vesmíre zväčšujú, ich hustota sa zmenšuje. Objekt desaťkrát väčší, bude mať 100 násobne menšiu hustotu. To má závažné dôsledky pre pokusy stanoviť priemernú hustotu vesmíru, čo je nevyhnutné na určenie, či je gravitácia dostatočne veľká, aby zastavila expanziu vesmíru. Ak priemerná hustota klesá s rastom veľkosti, nebude možné určiť priemernú hustotu vesmíru ako celku. Ak má De Vaucouleur pravdu, bude hustota pozorovaného vesmíru oveľa menšia, než sa myslelo, a hodnota omega môže byť malá, až 0,0002. Vo vesmíre s takým malým množstvom hmoty budú účinky gravitácie tak slabé, že rozdiel medzi všeobecnou relativitou a Newtonovou gravitáciou bude zanedbateľný, a preto „pre všetky praktické účely, je možné všeobecnú relativitu, základ konvenčné kozmológie, ignorovať!“ Lerner pokračuje: „Objav De Vaucouleura ukazuje, že nikde vo vesmíre – snáď len v blízkosti niekoľkých ultrahustých neutrónových hviezd – nepredstavuje všeobecná teória relativity viac ako jemnú korekciu.“ (tamtiež, str. 153-154, 221 a 222)

Tieto ťažkosti pri chápaní, čo Einstein „naozaj myslel“, sú príslovečné. Existuje príbeh, že, keď sa nejaký novinár opýtal anglického vedca Eddingtona, či je to naozaj pravda, že existujú len traja ľudia na svete, ktorí rozumejú teórii relativity, odpovedal, „Och, naozaj? A kto je ten tretí?“ Avšak, ruský matematik Alexander Friedmann v roku 1920 ukázal, že Einsteinov model vesmíru je len jeden z nekonečného počtu možných, niektoré z nich s expandujúcim, iné so zmršťujúcim sa vesmírom, v závislosti na hodnote kozmologickej konštanty a „počiatočných podmienkach“ vesmíru. Bol to čisto matematický výsledok, odvodený z Einsteinových rovníc. Skutočný význam Friedmannovej práce bol, že spochybnil ideu uzavretého statického vesmíru a ukázal, že sú možné aj iné modely.

(pokračovanie nabudúce)

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára